O Όμιλος Ο.Σ.Ε. αποτελείται:

1. από τη Μητρική Εταιρεία (Ο.Σ.Ε. Α.Ε.), στην οποία ενσωματώθηκε από τις αρχές του 2011, σύμφωνα με το νέο νομικό πλαίσιο, η πρώην θυγατρική  Ε.ΔΙ.Σ.Υ. Α.Ε. (πρώην Διαχειριστής της Υποδομής). Η μητρική εταιρεία καθορίζει πλέον τη συνολική στρατηγική για τις σιδηροδρομικές μεταφορές (υποδομή και σιδηροδρομική δραστηριότητα) και έχει την κυριότητα και τη διαχείριση της υποδομής και του τροχαίου υλικού.
2. την ΕΡΓΟΣΕ Α.Ε.,που διαχειρίζεται το μεγαλύτερο μέρος των υπό εξέλιξη ή προς ανάθεση έργων εκσυγχρονισμού των σιδηροδρομικών γραμμών και εγκαταστάσεων του ΟΣΕ που συγχρηματοδοτούνται από πόρους της Ευρωπαϊκής Ένωσης ή χρηματοδοτούνται αμιγώς από εθνικούς πόρους.
3. τη ΓΑΙΑΟΣΕ Α.Ε., που ως ειδικότερη μορφή επιχειρηματικής εκμετάλλευσης ακινήτων διαχειρίζεται και αξιοποιεί τη μη σιδηροδρομική ακίνητη περιουσία του Ο.Σ.Ε. Α.Ε.